2018年水利水電工程師知識(shí)點(diǎn)：掌握截流方法

1F412031 掌握截流方法

在施工導(dǎo)流中，截?cái)嘣哟菜?，最終把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦梗诤哟仓腥骈_展主體建筑物的施工，就是截流。截流是在河床中修筑橫向圍堰工作的一部分。

截流方式可歸納為戧堤法截流和無戧堤法截流兩種。戧堤法截流主要有平堵、立堵及混合堵截流;無戧堤法截流主要有建閘截流、水力沖填法、定向爆破截流、浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流等。在工程實(shí)際中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀蟆⒌匦蔚刭|(zhì)、施工條件以及材料等條件選擇截流方法。

一、戧堤法截流

(一)平堵

平堵(如圖1F412031-1所示)是先在龍口建造浮橋或棧橋，由自卸汽車或其他運(yùn)輸工具運(yùn)來拋投料，沿龍口前沿投拋。先下小料，隨著流速增加，逐漸拋投大塊料，使堆筑戧堤均勻地在水下上升，直至高出水面，截?cái)嗪哟?。一般說來，平堵比立堵法的單寬流量為小，最大流速也小，水流條件較好，可以減小對(duì)龍口基床的沖刷。所以特別適用于易沖刷的地基上截流。由于平堵架設(shè)浮橋及棧橋，對(duì)機(jī)械化施工有利，因而投拋強(qiáng)度大，容易截流施工;但在深水高速的情況下，架設(shè)浮橋，建造棧橋比較困難。

(二)立堵

立堵(如圖lF41⒛31-2所示)是用自卸汽車或其他運(yùn)輸工具運(yùn)來拋投料，以端進(jìn)法拋投(從龍口兩端或一端下料)進(jìn)占戧堤，直至截?cái)嗪哟?。立堵在截流過程中所發(fā)生的最大流速，單寬流量都較大，加以所生成的楔形水流和下游形成的立軸漩渦，對(duì)龍口及龍口下游河床將產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷，因此不適用于地質(zhì)不好的河道上截流，否則需要對(duì)河床作妥善防護(hù)。立堵法無需架設(shè)浮橋或棧橋，簡化了截流準(zhǔn)備工作，因而贏得了時(shí)間，節(jié)約了投資，在許多水利工程(巖質(zhì)河床)廣泛應(yīng)用。

(三)混合堵

混合堵是采用立堵與平堵相結(jié)合的方法，有立平堵和平立堵兩種。

1.立平堵。為了充分發(fā)揮平堵水力條件較好的優(yōu)點(diǎn)，降低架橋的費(fèi)用，工程中可采用先立

堵、后架橋平堵的方式。前蘇聯(lián)布拉茨克水電站，在截流流量3600m3/s、最大落差3.5m的條件下，采用先立堵進(jìn)占，縮窄龍口至100m，然后利用管柱棧橋全面平堵合龍。

2.平立堵。對(duì)于軟基河床，單純立堵易造成河床沖刷，往往采用先平拋?zhàn)o(hù)底，再立堵合龍的方案。此時(shí)，平拋多利用駁船進(jìn)行。青銅峽、丹江口、大化及葛洲壩等工程均采用此方式。

二、無戧堤法截流

(一)建閘截流

建閘就是在泄水道中預(yù)先修建閘墩，并建截流閘分流，降低戧堤水頭，待拋石截流后，再下閘截流。該方法在三門峽和烏江渡工程中曾成功采用，該法可克服7～8m以上的截流落差，雖然建閘截流可以減小戧堤進(jìn)占時(shí)的落差，待進(jìn)占合龍后再下閘截流。但這種方法需具備建造截流閘的地形地質(zhì)條件。

(二)水力沖填

河流在某種流量下有一定的挾砂能力，當(dāng)水流含砂量遠(yuǎn)大于該挾砂能力時(shí)，粗顆粒泥砂將沉淀河底進(jìn)行沖填?；谶@一原理，沖填開始時(shí)，大顆粒泥沙首先沉淀，而小顆粒則沖至其下游逐漸沉落。隨著沖填的進(jìn)展，上游水位逐步壅高，部分流量通過泄水通道下泄。隨著河床過水?dāng)嗝娴目s窄，某些顆粒逐漸達(dá)到抗沖極限值，一部分土體仍向下游移動(dòng)，結(jié)果使戧堤下游坡繼續(xù)向下游擴(kuò)展，一直到?jīng)_填體表面摩阻造成上游水位更大的壅高，而迫使更多流量流向泄水通道，圍堰坡腳才不再擴(kuò)展，而在高度方向急劇增長，直至露出水面。

(三)定向爆破

在壩址處于峽谷地區(qū)、巖石堅(jiān)硬、岸坡陡峻、交通不便或缺乏運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，可采用定向爆破截流。利用定向爆破，將大量巖石拋入河道預(yù)定地點(diǎn)，瞬時(shí)截?cái)嗨鳌Ｔ诤淆垥r(shí)，為了瞬間拋入龍口大量材料封閉龍口，除了用定向爆破巖石外，還可在河床上預(yù)先澆筑巨大的混凝土塊體，將其支撐體用爆破法炸斷，使塊體落入水中，將龍口封閉。

1971年3月，碧口水電站在流量105m'/s情況下，將龍口縮窄到⒛m寬，利用左岸陡峻岸坡，設(shè)計(jì)布置了三個(gè)藥包，一次定向爆破堆筑了6800m'，平均堆積高度為10m，成功地截?cái)嗔怂鳌?/p>

(四)浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流

浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流就是將各種浮運(yùn)結(jié)構(gòu)拖至龍口，在埽捆、柴排護(hù)底下，裝載置砂料，充水使其沉沒水中，一次截?cái)嗨鳌Ｆ浜筮M(jìn)一步發(fā)展浮運(yùn)結(jié)構(gòu)成為封閉式鋼筋混凝土浮箱，在浮箱之間留出缺口形成“梳齒孔”過流，由于縮窄龍口水流不大，浮箱容易沉放，最后，將缺口閘閥放下，即可達(dá)到截?cái)嗨鞯哪康?。截流用浮運(yùn)結(jié)構(gòu)包括舊駁船、鋼筋混凝土等箱型結(jié)構(gòu)。木籠也是一種浮運(yùn)結(jié)構(gòu)，我國新安江水電站曾采用這種方式截流。

浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流的優(yōu)點(diǎn)是成戧斷面較小，用料較少;缺點(diǎn)是制作需大型設(shè)備，耗用鋼材(鋼纜和金屬閘門)多，造價(jià)高，護(hù)底標(biāo)準(zhǔn)高，基床面要求平整，施工也受氣候、水文等條件影響。

減少截流難度的技術(shù)措施